植物乳植杆菌类胡萝卜素生物合成关键基因LpispA的功能鉴定

类胡萝卜素具有抗氧化和抗肿瘤等多种重要生理活性。与化学合成法和植物提取法相比较,利用微生物法合成新型的、高价值的类胡萝卜素,具有食用安全和经济可行等优势。植物乳植杆菌作为天然C30类胡萝卜素来源的几种细菌之一,其类胡萝卜素生物合成途径却尚未被阐明清楚。该论文基于转录组数据对一株海洋源植物乳植杆菌中的LpispA基因进行克隆、绘制系统进化树,并构建了类胡萝卜素合成功能互补的大肠杆菌表达系统pAC-BETA∆E-ispA,再采用紫外可见光谱法和反相高效液相色谱法验证产物成分。结果表明,植物乳植杆菌LpispA与桃色欧文氏菌的亲缘关系最近;构建的大肠杆菌工程菌株pAC-BETA∆E-ispA的β-胡萝卜素（C40）产量为0.05 mg/g DCW。因此,LpispA在大肠杆菌功能互补表达系统中成功表达了Geranylgeranyl Pyrophosphate（GGPP）合成酶的活性,也即说明LpispA在细菌类胡萝卜素合成途径中可作为类胡萝卜素合成多功能酶,共同参与C30 和C40 类胡萝卜素的合成。该研究为植物乳植杆菌类胡萝卜素生物合成机制研究和利用植物乳植杆菌作为类胡萝卜素补充剂的应用奠定了实验基础。     

短乳杆菌和植物乳杆菌产γ-氨基丁酸及其关键基因的研究

为研究乳杆菌γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)的产量以及其与谷氨酸脱羧酶系统关键基因表达的相关性,实验结合GABA产量、基因组学调查和谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase,GAD)系统基因的扩增结果,发现产GABA的菌株在短乳杆菌、植物乳杆菌中分布较多,这2个种属可作为产GABA菌株的主要筛选对象。通过qRT-PCR研究短乳杆菌和植物乳杆菌不同生长时期GAD相关基因转录情况,结果表明,短乳杆菌的gad B和gad C的表达量变化情况相似,且在对数后期或稳定前期达到高峰。文中的短乳杆菌高产GABA可能与其gad C和gad B的高表达有关。植物乳杆菌的gad B表达变化与短乳杆菌类似,但是与GABA的产量之间相关性较弱,可能存在其他因素的影响。该研究为产GABA菌株的筛选,乳杆菌中GAD基因的表达调控,GABA发酵工艺的优化提供了理论基础。     

植物乳杆菌C88对小鼠急性毒性和细菌易位实验研究

通过小鼠急性毒性和细菌移位实验,评价1株具有潜在益生特性的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)C88的安全性,为该菌株的安全应用提供依据。对小鼠连续14d灌胃不同剂量的植物乳杆菌C88,结果表明C88各剂量组小鼠一般体征、脏器指数、血清和肝脏生化指标与对照组相比差异不显著(P>0.05)。植物乳杆菌C88各剂量组小鼠血液和其它组织样本中均未检测到活的植物乳杆菌C88细胞,说明无细菌移位发生,植物乳杆菌C88安全,无毒副作用。     

低聚半乳糖对植物乳杆菌发酵乳特性及抗蜡样芽孢杆菌活性的改善

为探究低聚半乳糖对植物乳杆菌发酵乳特性及抗菌活性的影响,本文采用单因素法考察影响发酵乳特性的主要因素,并以响应面法优化发酵乳最佳发酵条件;以产肠毒素蜡样芽孢杆菌HN001为指示菌,探究低聚半乳糖的添加对植物乳杆菌ZDY2013发酵乳抑菌活性的改善作用。结果表明:植物乳杆菌能有效利用低聚半乳糖进行体外代谢,并抑制蜡样芽孢杆菌生长;牛奶中添加适量低聚半乳糖能够增加植物乳杆菌发酵乳中的活菌数、降低发酵乳的pH,并提高其持水力;响应面分析发现低聚半乳糖发酵乳的最佳制备条件为:2.0%的植物乳杆菌接种量、1.0%的低聚半乳糖添加量、发酵时间为24 h及发酵温度为42 ℃;添加低聚半乳糖的发酵乳能有效控制产肠毒素蜡样芽孢杆菌浓度在106 CFU/mL以下。该研究结果为低聚半乳糖及植物乳杆菌ZDY2013在发酵乳中的应用奠定了理论基础。     

组学技术在植物乳杆菌及其发酵食品中的研究进展

植物乳杆菌作为公认普遍安全的微生物,其具有免疫、抗氧化、降胆固醇、降解亚硝酸盐、抑菌、吸附重金属等功能,在发酵食品工业中发挥着重要作用。随着组学技术的不断完善与进化,加快了益生菌的研究向定量化和高通量的方向发展,有助于发现益生菌在遗传水平上的特征。该研究对植物乳杆菌组学技术及其在发酵食品中的应用进行综述,阐述了基因组学、比较基因组学、转录组学、蛋白组学和代谢组学等技术在植物乳杆菌研究进展及其发酵食品中的应用进展,并对植物乳杆菌组学研究存在的问题及发展趋势进行了讨论。综合利用组学技术,可从遗传、表达、代谢等多个方面对植物乳杆菌进行全方面多角度地研究,以期为植物乳杆菌的产业化应用提供理论基础。     

植物乳杆菌对成熟过程风干香肠特性的影响

研究了接种植物乳杆菌的风干香肠成熟过程中微生特性及理化特性。结果表明，在整个成熟过程中总菌数降低，其中主要菌为接种菌，另外，接种植物乳杆菌的香肠过氧化物值和pH值较低，而酸价较高。对脂肪酸和脂肪进行测定结果表明，接种植物乳杆菌的风干香肠游离脂的酸含量高，说明该菌能促进香肠成熟过程中脂肪分解，其中C18：1和C16：0两种脂肪酸含量增多，而C18：2则略有降低，可能是C18：2进一步参加反应的结果。感官评定结果表明，接种植物乳杆菌的风干肠有浓郁的芳香味，脂肪氧化味（哈喇味）小。     

降胆固醇植物乳杆菌差异表达蛋白的筛选与鉴定

目的:运用蛋白质组学技术研究降胆固醇能力不同的植物乳杆菌中差异表达蛋白,探讨植物乳杆菌降胆固醇作用机理。方法:分别提取植物乳杆菌和诱变植物乳杆菌的菌体蛋白,利用双向电泳和质谱技术筛选并鉴定两株菌的差异表达蛋白,对鉴定的差异表达蛋白进行生物信息学分析,运用荧光定量PCR方法分析其中差异表达蛋白在两株菌中的m RNA表达水平。结果:与植物乳杆菌M1相比,植物乳杆菌UVs29中差异表达蛋白共190个,选取30个进行质谱鉴定,得到24种差异表达蛋白,荧光定量PCR结果显示:植物乳杆菌UVs29中烯醇化酶、果糖-二磷酸醛缩酶、未知蛋白的m RNA表达量高于植物乳杆菌M1,腺苷酸激酶的m RNA表达量则低于植物乳杆菌M1。结论:应用双向电泳和质谱技术分离鉴定出24种差异表达蛋白,荧光定量PCR的4种差异表达蛋白的m RNA表达量可能对植物乳杆菌降胆固醇作用产生影响。     

植物乳杆菌生理特性及益生功能研究进展

植物乳杆菌是一类革兰氏阳性的乳杆菌,在自然界中广泛存在,尤其是分布在各类发酵食品中。同时植物乳杆菌也是人体胃肠道内重要的益生菌群,对维持人体健康具有重要作用。基于植物乳杆菌良好的生理特性及益生功能,植物乳杆菌在食品、动物饲料、工业生产、医疗保健等领域被广泛应用,国内外学者对其研究也越来越深入。在此主要综述国内外植物乳杆菌基因组学、营养代谢规律、耐胁迫机制、益生功能及临床应用等方面的研究进展,旨在为植物乳杆菌的研究和应用提供参考。     

具有益生特性植物乳杆菌的筛选及其发酵特性的研究

通过体外益生特性和安全性评价试验,从4株植物乳杆菌中筛选出益生特性较好的益生菌菌株B14,并对B14的发酵特性进行研究。结果表明,植物乳杆菌B14与其它菌株相比,其对二甲苯和十六烷的疏水率达到80%以上,自聚集能力超过85%,共聚集能力超过75%,表现出更好的益生特性,同时,B14对Caco-2细胞的黏附能力达到30.756%,且初步判定为安全菌株。将植物乳杆菌B14作为辅助发酵剂添加在发酵乳中,24 h内发酵乳的黏度、滴定酸均得到了一定的提高。表明植物乳杆菌B14具有作为发酵乳益生菌辅助发酵剂的潜在应用前景。     

从泡菜中分离的植物乳杆菌P51降解亚硝酸盐影响因素的动态研究

从泡菜中分离得到一株植物乳杆菌P51,研究了在不同温度、不同NaCl含量、不同亚硝酸盐浓度以及不同培养基起始pH下其降解亚硝酸盐的动态变化和培养液pH值的改变。结果表明:植物乳杆菌P51能够有效降解培养基中的亚硝酸盐,其最适降解温度为37℃,最适NaCl含量为4%,最适亚硝酸盐浓度为200μg/mL,最适起始pH为6,同时植物乳杆菌P51高效降解亚硝酸盐可能主要依靠酸降解。该菌株表现出良好的耐食盐和亚硝酸盐特性,可作为良好的乳酸菌发酵剂,对于应用到泡菜和腌制肉制品中具有很大的潜力。     

利用具有抑制霉菌活性的植物乳杆菌生产Cheddar干酪

以具有抑制霉菌特性的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum) SDZ为研究对象,确定其抑菌谱,并将其与传统干酪生产菌株复配生产Cheddar干酪。通过研究嗜热链球菌、保加利亚乳酸杆菌与植物乳杆菌SDZ的混合比例、接种量、发酵温度和发酵时间对产品品质的影响,采用单因素分析及Box-Behnken试验,确定生产Cheddar干酪的最佳工艺参数。结果表明,植物乳杆菌SDZ对于霉菌有较为广谱的抑菌性。且添加SDZ生产Cheddar干酪的最佳工艺参数为:嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌与SDZ混合比例1∶1∶0. 61,接种量2. 98%,发酵温度36. 90℃,发酵时间24. 80 min。在此工艺条件下生产的Cheddar干酪质构特性优良,感官特性优于传统菌株生产的干酪,理化特性差别不大。25℃下敞口贮藏,添加SDZ的干酪具有良好的抑制霉菌效果。植物乳杆菌SDZ作为生物防腐剂在Cheddar干酪生产中具有广阔的应用前景。     

植物乳杆菌对头孢氨苄耐药性进化及益生性状稳定性评价

该研究旨在通过实验室进化的方法提高植物乳杆菌对头孢氨苄的耐药性,并对耐药性植物乳杆菌的益生性状进行评价,同时应用全基因组测序技术检测进化菌株的基因突变。植物乳杆菌在头孢氨苄存在下进化时,最低抑制浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)由起始的16μg/mL提高到8 192μg/mL,耐药性提高了512倍,当在去除头孢氨苄后进一步进化时,其MIC值由8 192μg/mL降低至4 096μg/mL,但在此后进化中保持稳定,与原始菌株相比,其耐药性提高了256倍,表明通过实验室进化可获得具有高耐药性的植物乳杆菌。对高耐药性植物乳杆菌益生性状的研究表明,植物乳杆菌在进化后其菌株的耐酸,耐胆盐能力和黏附能力没有发生明显改变,表明进化菌株的益生性状稳定。菌株的全基因组测序也检测到与耐药性和益生性状相关的突变基因。研究结果为植物乳杆菌与抗生素的联合使用提供了参考。     

生物膜形成对植物乳杆菌PG3-1耐受性及功能基因表达的影响

研究了植物乳杆菌PG3-1生物膜形成后对其耐受性以及功能基因表达的影响。采用平板计数及实时荧光定量PCR对其耐受性以及功能基因相对表达量进行测定。结果表明,植物乳杆菌生物膜形成后对温度、酸碱、盐度耐受性均有不同程度的提高。植物乳杆菌生物膜形成过程中发生热应激、酸应激、盐应激等应激行为,Gro EL、Dan K热应激基因的相对表达量达到3.22和1.53。     

植物乳杆菌素研究进展

植物乳杆菌素是植物乳杆菌产生的一类具有抑菌活性的肽类，可以抑制许多革兰氏阳性菌。作者简述了细菌素的分类、植物乳杆菌素的抑菌范围和抑菌机制，并简要介绍了几种植物乳杆菌素的性质。尽管目前植物乳杆菌素还未被批准作为防腐剂在食品中使用，但植物乳杆菌已被广泛地应用到食品工业中，相信不久的将来植物乳杆菌素作为一类理想的天然食品防腐剂，应用前景将十分广阔。     

糖酵解途径相关基因与植物乳杆菌生理行为的相关性

研究pgm、fba、gap过表达对植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）LR-1的抗逆性、黏附和生物被膜形成的影响。结果表明，pgm、fba基因的过表达可提高植物乳杆菌LR-1的耐热性、耐酸性和抗胆盐性，这两个基因的过表达促进了该菌株生物被膜的形成和黏附。gap基因的转录水平对植物乳杆菌LR-1的抗逆性、生物被膜形成和黏附没有显著影响。pgm、fba、gap的上调提高了该菌株tuf、luxS的转录水平。这种增加在过表达pgm、fba的重组菌株中比在过表达gap的重组菌株中高。此外，生物信息学分析表明，pgm、fba可与多条途径相关的基因相关联。本研究揭示糖酵解途径相关基因在调节植物乳杆菌的抗逆性、黏附和生物被膜形成中的新作用。     

功能低聚糖对植物乳杆菌ZDY2013发酵乳发酵特性及冷藏效果的影响

为探究功能低聚糖对植物乳杆菌ZDY2013发酵乳的发酵特点和冷藏期功能的影响,选取具有益生元特性的低聚木糖、低聚异麦芽糖及其组合物为发酵乳中碳水化合物,评价发酵乳中植物乳杆菌发酵特性和pH值变化,同时对发酵乳的持水性及冷藏期抗氧化活性进行解析。结果表明：植物乳杆菌能利用不同浓度功能低聚糖进行代谢;相比葡萄糖,发酵乳中添加低聚糖更有利于植物乳杆菌的生长,尤其是其组合物浓度为3.0%时,能显著提高发酵乳中活菌数及降低发酵乳pH值;冷藏期（21 d）内,各组发酵乳活菌数呈下降趋势,但均高于108 cfu/g,pH值在7 d后比较稳定,而持水性不断增强;发酵乳DPPH自由基清除能力在第7 d最强,而ABTS+和羟自由基的清除能力呈下降趋势,且添加同浓度的组合物优于葡萄糖。该研究结果将为功能低聚糖及植物乳杆菌ZDY2013在乳品开发中的应用提供理论依据。     

发酵酸菜来源乳酸菌的益生特性及其在发酵乳中的应用

通过pH值、胆盐耐受性实验从发酵酸菜中筛选性能优良的益生乳酸菌株,经16S rRNA序列分析鉴定得4 株植物乳杆菌A44、B51、B54、C53和2 株戊糖乳杆菌A16、B72。经疏水、黏附、自凝聚和溶血能力实验评价6 株乳酸菌的益生特性,其中植物乳杆菌A44对氯仿和二甲苯的疏水性均大于80%,对Caco-2细胞的黏附率为13.57%,放置5 h的自凝聚率超过60%,与其他菌株相比具有更好的益生特性且无溶血活性。因此选用植物乳杆菌A44进一步研究其在发酵乳中的功能特性,结果表明：植物乳杆菌A44作为辅助发酵剂添加后对4 ℃贮藏7 d期间发酵乳pH值、滴定酸度和持水性均无显著影响（P＞0.05）,但是可以显著提高发酵乳的活菌数和黏度（P＜0.05）,活菌数达到8.45（lg（CFU/mL））。本研究筛选得到的植物乳杆菌A44是一株性能优良的益生乳酸菌,具有作为发酵乳益生菌辅助发酵剂的潜在应用前景。     

保康鲊广椒中乳酸菌的分离鉴定及其发酵特性的评价

对湖北保康地区鲊广椒中的乳酸菌进行分离鉴定,并对其在玉米碜和红辣椒为原料的基质中的发酵特性进行评价。结果表明:分离出的20 株乳酸菌菌株,共鉴定为短乳杆菌(Lactobacillus brevis)、食品乳杆菌(L. alimentarius)、面包乳杆菌(L. crustorum)和植物乳杆菌(L. plantarum)4 个种,其中15 株为植物乳杆菌。对比自然发酵的鲊广椒,电子鼻传感器W1C、W3C和W5C对多数植物乳杆菌制备样品的响应值明显偏大,同时酸味、鲜味和丰度亦有明显的提升。通过主成分分析发现,使用L. plantarum HBUAS52327和L. plantarum HBUAS52332纯种发酵的鲊广椒具有优良的品质。由此可见,保康地区鲊广椒中乳酸菌以植物乳杆菌为主,且添加植物乳杆菌进行纯种发酵可提升鲊广椒的品质。     

植物乳杆菌WU14 6-磷酸-β-葡萄糖苷酶的基因克隆、蛋白表达及生物信息学分析

植物乳杆菌是一类兼性异养,兼性厌氧的同型发酵乳酸菌,其在改善食品风味和发酵特性等方面发挥着重要作用,而这种功能特征与其具有糖苷酶活性密切相关。为了挖掘植物乳杆菌糖苷酶的应用价值,以植物乳杆菌WU14为研究对象,利用聚合酶链式反应(PCR)技术成功克隆了8个WU14的糖苷水解酶,生物信息学分析表明均为糖苷水解酶1家族(GH1)的6-磷酸-β-葡萄糖苷酶基因。鉴于植物乳杆菌中该类糖苷酶鲜有报道,采用原核异源表达展开研究。序列分析表明8个酶蛋白氨基酸序列具有GH1家族的6-磷酸-β-葡萄糖苷酶典型的2个保守催化位点,序列一致性在32%～74%之间。经SDS-PAGE,8个蛋白均在大肠杆菌中表达,其中BglAW14、BglCW14、BglFW14为部分可溶性表达,其余为蛋白表达,形成包涵体。生物信息学分析显示:8个基因的编码蛋白都无信号肽和跨膜结构,疏水性较强。由亚细胞定位预测可知,除BglEW14主要存在于分泌结构内和BglHW14主要存在于细胞膜外,其余6个基因都存于细胞质内。对8个6-磷酸-β-葡萄糖苷酶基因的克隆表达及生物学序列分析,为进一步探究植物乳杆菌来源的6-磷酸-β-葡萄糖苷酶的分子机理研究奠定了基础。     

产叶酸乳酸菌的筛选及对发酵乳的影响

为筛选出高产叶酸的乳酸菌并研究该乳酸菌对发酵乳的影响,采用高效液相色谱(HPLC)法从5种乳酸菌菌株:植物乳杆菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌的发酵液中检测叶酸含量,并通过检测复合发酵乳的pH、持水力、质构特性和感官特性来研究产叶酸的乳酸菌对发酵乳品质的影响。结果表明:植物乳杆菌产叶酸量最高,其次是嗜酸乳杆菌,分别为51.40和34.77 μg/mL。并且以基础菌发酵乳为对照组,添加产叶酸乳杆菌发酵乳为实验组,实验组与对照组相比,其质构特性和感官品质会提高,同时pH也显著下降(p<0.05)。本实验为开发功能性发酵乳提供了一定的理论依据。